【正文】 表 311 E6B2CWZ6C 型編碼器技術(shù)參數(shù) 電源電壓 DC5V－ 5%~24V+15%脈沖（ p－ p） 5%以下 消耗電流 *1 80mA以下 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。5wT25 分辨率（脈沖 /旋轉(zhuǎn) ） 1000 輸出相 A、 B、 Z相 輸出極為差 A相、 B相的相位差 90177。 45186。（ 1/4177。 1/8T） 輸出狀態(tài) NPN開路集電極輸出 最高響應(yīng)頻率 *3 10kHZ 允許最高轉(zhuǎn)速 6,000r/min 位置信號檢測電路設(shè)計(jì) 在提升機(jī)運(yùn)行的過程中，由于要實(shí)現(xiàn)變速，需要檢測下過卷、啟動(dòng)加速、勻速、一次減速、爬行勻速、二次減速制動(dòng)、上過卷信號。本設(shè)計(jì)采用 TCK－ 1 型磁開關(guān)來檢測這些信號。 TCK－ 1型磁開關(guān)，又稱單點(diǎn)磁性開關(guān)。當(dāng)外界有磁場作用于傳感器時(shí)，開關(guān)動(dòng)作。用于多繩和單繩提升機(jī)作磁性井筒開關(guān)，也適用于其他機(jī)械設(shè)備 作磁性接近開關(guān)。它使用了先進(jìn)的弱磁傳感器和微電子器件，具有高的磁靈敏度、高的分辨率和寬的反應(yīng)頻率。電路設(shè)計(jì)采用了高抗干擾技術(shù)。輸出有交流固體開關(guān)和電磁繼電器觸點(diǎn)兩種方式。輸出開關(guān)容量大。系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用了高可靠技術(shù)。每種功能都設(shè)置了兩套電路，并聯(lián)連接。只要不是相同功能的兩電路同時(shí)失效，開關(guān)可以正常工作。產(chǎn)品有通用型和防爆型兩類，適用于各種礦井。 TCK 磁性開關(guān)由于綜合采用了一系列先進(jìn)技術(shù)，所以取得了較高的技術(shù)指標(biāo)和性能，能在礦井井筒中不用維修、安全可靠地工作。 TCK 磁性開關(guān)是保護(hù)提升機(jī)安全運(yùn)行的一種新型井筒開關(guān) 。 表 312 TCK－ 1主要技術(shù)參數(shù) 序號 名稱 單位 TCK－ 1型磁性開關(guān) 1 磁場靈敏度 μ T ＜ 100 2 磁場方向 指向 S極 3 磁場頻率 Hz 0～ 400 4 開關(guān)距鋼絲繩 mm 100 開關(guān)安裝距離 mm ≤ 70 5 開關(guān)距磁鐵 mm 250 500 開關(guān)安裝距離 mm ≤ 170 ≤ 350 位置重復(fù)誤差 mm ＜ 5 The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。5wT6 運(yùn)行速度 m/S 0－ 30 7 輸出方式 1 交流固體開關(guān) (ACSSR) 輸出方式 2 電磁繼電器 (EMR)觸點(diǎn) 8 開關(guān)容量 A、 AC 1A 220V 9 絕緣電阻 MΩ ＞ 100 10 磁場作用時(shí)間 小于等于 2秒 輸出開關(guān)時(shí)間 等于 2秒 11 電 源 50Hz 220V 或 127V 12 功 耗 W ＜ 13 工作溫度 ℃ SSR 輸出－ 40～ 85 EMR－ 40～ 55 永磁鐵磁場源使用方法 :把專用永磁鐵固定在提升容器側(cè)壁上 ,磁性開關(guān)安裝在井筒罐道梁、井口或井架定點(diǎn)位置上，使開關(guān)端面?zhèn)鞲衅鲗χ盆F上下運(yùn)行軌道空間。提升過程中，容器上的磁鐵運(yùn)行到達(dá)磁性開關(guān)位 置時(shí)，開關(guān)動(dòng)作，發(fā)出減速、停車等位置信號。這種用法磁場源是永磁鐵，作為動(dòng)件，磁性開關(guān)作為靜件 ,和機(jī)械式碰撞開關(guān)作用一樣 ,但無機(jī)械接觸 ,而是靠磁場作用。 永磁鐵磁場法動(dòng)作距離大，能達(dá)到 500mm，定位精度高，位置重復(fù)誤差小于 5mm，而且與提升速度無關(guān)。這種做法配套使用 TS型和 TNS型專用永磁鐵，要求不同動(dòng)作距離，請按表 313 配套選用相應(yīng)的永磁鐵。 表 313永磁鐵的選型 永磁鐵型號 動(dòng)作距離 開關(guān)安裝距離（ mm） 配磁性開關(guān)型號 TS250 250 ≤ 170 TCK－ 1 TS500 500 ≤ 350 TCK－ 1 一般應(yīng)用只要一塊永磁鐵，在一個(gè)定點(diǎn)位置安裝一臺磁開關(guān)，使用多個(gè)開關(guān)可以得到準(zhǔn)確的多點(diǎn)位置信號。 位置信號檢測電路的原理圖如圖 37 所示。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。5wT27 井 筒 磁開 關(guān) 7井 筒 磁開 關(guān) 1井 筒 磁開 關(guān) 2井 筒 磁開 關(guān) 3井 筒 磁開 關(guān) 4井 筒 磁開 關(guān) 5井 筒 磁開 關(guān) 6K A 7 K A 1 K A 2K A 3K A 4K A 5K A 6K A 7 K A 1 K A 2K A 3K A 4K A 5K A 6上 過 卷 信 號 啟 動(dòng) 加 速勻 速 運(yùn) 行 一 次 減 速 運(yùn) 行 爬 行 運(yùn) 行 二 次 減 速 制 動(dòng) 下 過 卷 信 號井 口井 底提 升 機(jī) 下 降提 升 機(jī) 上 升LN上 過 卷 信 號 啟 動(dòng) 加 速 下 過 卷 信 號勻 速 運(yùn) 行一 次 減 速 運(yùn) 行爬 行 運(yùn) 行二 次 減 速 制 動(dòng) 圖 37 位置信號檢測電路原理圖 The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。5wT4 變頻器控制電路設(shè)計(jì) 變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將電壓和頻率恒定的工頻電源變換為電壓和頻率可調(diào)的變頻電源。通用變頻器主要采用交－直－交方式，先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成 直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。通用變頻器通常都是由主回路和控制回路兩部分組成。主回路包括整流部分、直流環(huán)節(jié)、逆變環(huán)節(jié)、制動(dòng)或回饋環(huán)節(jié)等部分；控制回路主要處理變頻器的核心軟件算法、電流電壓信號檢測傳感、控制信號的輸入 /輸出、電路驅(qū)動(dòng)和電路保護(hù)。 ~變 流 器 平 滑 電 路 逆 變 器控 制 器I M電源 圖 41 變頻器的基本結(jié)構(gòu) 變頻器按中間直流環(huán)節(jié)方式分類： (1)電流型變頻器 當(dāng)交－直－交變壓變頻裝置的中間直流環(huán)節(jié)采用大電感濾波時(shí)，直流電流波形比較平直，因而電源內(nèi)阻抗很大，對負(fù)載來說基本上是一個(gè)電流源，輸出交流電流是矩形波或階梯波，這類變頻裝置叫做電流源型變頻器。 (2)電壓型變頻器 在交－直－交變壓變頻裝置中，當(dāng)中間直流環(huán)節(jié)采用大電容濾波時(shí)，直流電壓波形比較平直，在理想情況下是一個(gè)內(nèi)阻抗為零的恒壓源，輸出交流電壓是矩形波或階梯波，這類變頻裝置叫做電壓源型變頻器。 交流調(diào)速系統(tǒng)的控制量最 基本上是轉(zhuǎn)矩、速度、位置，根據(jù)不同的用途適當(dāng)組合可構(gòu)成各種閉環(huán)系統(tǒng)。異步電動(dòng)機(jī)定子對稱的三相繞組中通入對稱的三相交流電，在電機(jī)氣隙內(nèi)會產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場，其旋轉(zhuǎn)速度為同步轉(zhuǎn)速 pfn 10 60? （ 41） 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。5wT29 式中 1f —— 定子繞組電源頻率 。 P— 電機(jī)磁極對數(shù)。 異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率 00nnns ?? （ 42） 則異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 )1(60)1( 10 spfsnn ???? （ 43） 由上式可知，異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法有如下幾種 0n :變極 p、變頻 1f 、 s:定子調(diào)壓、轉(zhuǎn)子串電阻、電磁轉(zhuǎn)差離合器、串極調(diào)速。 在變頻調(diào)速領(lǐng)域，異步電機(jī)的控制方式多種多樣，但從轉(zhuǎn)矩的響應(yīng)性和過渡特性來看，變頻調(diào)速的控制方式分為以下幾種 : ① U/F控制 U/F控制是交流電機(jī)最簡單 的一種控制方法，通過控制過程中始終保持 U/F 為常數(shù)，來保證轉(zhuǎn)子磁通的恒定。然而 U/F 控制是一種開環(huán)的控制方式，速度動(dòng)態(tài)特性較差，電機(jī)轉(zhuǎn)矩利用率低，控制參數(shù) (如加 /減速度等 )還需要根據(jù)負(fù)載的不同來進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，特別是低速時(shí)由于定子電阻和逆變器等器件開關(guān)延時(shí)的存在，系統(tǒng)可能會發(fā)生不穩(wěn)定現(xiàn)象。這種控制方式多用于調(diào)速精度不高的場所。 ②轉(zhuǎn)差頻率控制 轉(zhuǎn)差頻率控制是檢測異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，對轉(zhuǎn)差頻率采取閉環(huán)控制。與 U/F 控制相比，調(diào)速精度要求較高，且系統(tǒng)容易穩(wěn)定，即能在寬廣的調(diào)速范圍內(nèi)，將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、功率因數(shù)及效率 控制在最佳狀態(tài)。但是采用此法的電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)只能是單機(jī)運(yùn)行，同時(shí)轉(zhuǎn)差頻率控制未能實(shí)施對電機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩的閉環(huán)控制，盡管這種系統(tǒng)的靜態(tài)精度較高，但由于快速性較差，故適用于對響應(yīng)的快速性要求不高的系統(tǒng)。 ③矢量控制 矢量控制是一種建立在轉(zhuǎn)子磁鏈定向的基礎(chǔ)上，通過一系列的坐標(biāo)變換，實(shí)現(xiàn)電機(jī)定子電流轉(zhuǎn)矩分量和磁通分量的解藕的控制方法，可以將作為控制對象的感應(yīng)電機(jī)當(dāng)作直流電機(jī)來進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩的控制。目前，實(shí)用中多采用轉(zhuǎn)差頻率矢量控制，由于其沒有實(shí)現(xiàn)直接磁通的閉環(huán)控制，無需檢測出磁通，因而容易實(shí)現(xiàn)。但是其控制器的 設(shè)計(jì)在某種程度上依賴于電機(jī)的參數(shù)，為了減少控制上對電機(jī)參數(shù)的敏感性，已經(jīng)提The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。5wT出了許多參數(shù)辨識、參數(shù)補(bǔ)償和參數(shù)自適應(yīng)方案，收到了較好的效果。 ④直接轉(zhuǎn)矩控制 直接轉(zhuǎn)矩控制 (DTC)也是一種轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制方法，其克服了坐標(biāo)變換和解禍運(yùn)算的復(fù)雜性，直接對轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制，通過轉(zhuǎn)矩誤差、磁通控制誤差，按一定的原則選擇逆變器開關(guān)狀態(tài)，控制施加在定子端的三相電壓，調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出功率，達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。由于 DTC 直接著眼于轉(zhuǎn)矩控制，對轉(zhuǎn)子參數(shù)變化表現(xiàn)為狀態(tài)干擾而非參數(shù)干擾， DTC 方法比矢量控制方法具有較高的魯棒性。但 是 DTC 也存在不足之處，其最大的困難就在于低速性能不理想。 西門子 MM440 變頻器 MICROMASTER 440 變頻器適用于各種變速驅(qū)動(dòng)裝置。由于它具有高度的靈活性因而可以在廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)用。它尤其適合用于吊車和起重系統(tǒng)、立體倉儲系統(tǒng)、食品、飲料和煙草工業(yè)以及包裝工業(yè)的定位系統(tǒng)。 主要特征： ①調(diào)試簡單；②模塊化的結(jié)構(gòu)，因而其配置具有最大的靈活性；③ 6 個(gè)可編程，帶隔離的數(shù)字輸入；④ 2個(gè)可標(biāo)定的模擬輸入 (0V 至 10V, 0mA 至 20mA)，它們也可作為第 7和第 8個(gè)數(shù)字輸入；⑤ 2個(gè)可編程的模擬輸出 (0mA 至 20mA)；⑥ 3個(gè)完全可編程的繼電器輸出 (30V 直流 /5A ，阻性負(fù)載； 250V 交流 /2A，感性負(fù)載 )；⑦當(dāng)使用較高的開關(guān)頻率時(shí)，電機(jī)可以低噪音運(yùn)行 (在開關(guān)頻率較高的情況下，要降格使用 )；⑧完善的變頻器和電動(dòng)機(jī)保護(hù)功能 保護(hù)功能： ①過載能力；②過壓 / 欠壓保護(hù)；③變頻器過溫保護(hù)；④使用 PTC 通過數(shù)字輸入實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)過熱保護(hù)；⑤接地故障保護(hù)；⑥短路保護(hù)；⑦電動(dòng)機(jī)過熱保護(hù)；⑧閉鎖電動(dòng)機(jī)保護(hù)；⑨防止電動(dòng)機(jī)失速；⑩參數(shù)聯(lián)鎖 表 41 MICROMASTER 440 變頻器的技術(shù)數(shù)據(jù) 電源電壓和功率范圍 CT ( 恒轉(zhuǎn)矩 ) VT ( 變轉(zhuǎn)矩 ) 1AC 200 至 240V177。 10% 至 3kW 3AC 200 至 240V177。 10% 至 45kW 至 45kW 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。5wT31 3AC 380 至 480V177。 10% 至 200kW 至 250kW 3AC 500至 600V177。 10% 至 75kW 至 90kW 輸入頻率 47 至 63 Hz 輸出頻率 0 Hz 至 650 Hz ( 在 v/f 方式下 ) 功率因數(shù) 變頻器效率 96% 至 97% 合閘沖擊電流 小于額定輸入電流 控制方式 矢量控制 ,轉(zhuǎn)矩控制，線性 v/f 控制特性，平方 v/f 控制特性，多點(diǎn) v/f 控制特性 (可編程 v/f控制 )，磁通電流控制 (FCC)。 固定頻率 15個(gè)，可編程 跳轉(zhuǎn)頻率 4 個(gè)，可編程 脈沖寬度調(diào)制 (PWM)頻率 kW 75kW 90 kW 200 kW 4kHz(標(biāo)準(zhǔn)配置 )； 16kHz(230V， 變頻器的標(biāo)準(zhǔn)配置 ) 2kHz 至 16kHz ( 每級調(diào)整 2kHz) 2kHz (VT 運(yùn)行方式下的標(biāo)準(zhǔn)配置 )； 4kHz(CT 運(yùn)行方式下的標(biāo)準(zhǔn)配置 ) 2kHz 至 8 kHz ( 每級調(diào)整 2 kHz) 設(shè)定值的分辨率 數(shù)字輸入 串行通訊輸入 10 位二進(jìn)制模擬輸入 數(shù)字輸入 6 個(gè)，可編程 (帶電位隔離 )，可切換為高電平 /低電平有效 (PNP/NPN 線路 ) 模擬輸入 2個(gè)可編程的模擬輸入 ?0V 至 10V， 0mA 至 20mA 和 10V 至 +10V(AIN1) ?0V 至 10V 和 0mA 至 20mA (AIN2) ?兩個(gè)模擬輸入可以作為第 7 和第 8 個(gè)數(shù)字輸入使用 繼電器輸出 3個(gè)可編程 30V DC/5A (電阻性負(fù)載 )